3D打印材料有哪些？发展现状及趋势分析

2021-06-22 08:57:28 作者：X-iao 2830

1、3D打印材料有哪些?

(1)ABS塑料类

ABS是FDM最常用的3D打印材料，目前有多种颜色可以选择，是消费级3D打印机用户最喜爱的打印材料，比如打印玩具、创意家居饰件等。ABS材料通常是细丝盘装，通过3D打印喷嘴加热熔解打印。由于喷嘴喷出之后需要立即凝固，喷嘴加热的温度控制在ABS材料热熔点高出1℃到2℃，不同的ABS由于熔点不同，对于不能调节温度的喷嘴，是不能通配的，这也是为什么最好从原厂商购买打印材料的原因。

3D打印

(2)PLA塑料类

PLA塑料熔丝是另外一种常用的3D打印材料，尤其是对于消费级3D打印机来说，PLA可以降解，是一种环保的材料。PLA一般情况下不需要加热床，这一点不像ABS，所以PLA更容易使用，而且更加适合低端的3D打印机。PLA塑料也有多重颜色可以选择，而且还有半透明的红、兰、绿以及全透明的材料。和ABS同样的原因，PLA的通用性也有待提高。

(3)亚克力

亚克力，又叫PMMA或有机玻璃，源自英文acrylic(丙烯酸塑料)，化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯。亚克力材料表面光洁度好，可以打印出透明和半透明的产品，目前利用亚克力材质，可以打出牙齿模型用于牙齿矫正的治疗。

(4)尼龙铝粉材料

这种材料在尼龙的粉末中参杂了铝粉，利用SLS技术进行打印，其成品就有金属光泽，经常用于装饰品和首饰的创意产品的打印中。

(5)陶瓷

陶瓷粉末采用SLS进行烧结，上釉陶瓷产品可以用来盛食物，很多人用陶瓷来打印个性化的杯子，当然3D打印并不能完成陶瓷的高温烧制，这道手续现在需要在打印完成之后进行高温烧制。

(6)树脂

树脂是SLA(Stereo lithography)光固化成型的重要原料，目前应用最广泛的是光敏树脂，其变化种类很多，有透明的、半固体状的，可以制作中间设计过程模型，由于其成型精度比FDM高，可以作为生物模型或医用模型。

(7)玻璃

真正的玻璃目前正在试验当中，玻璃粉末采用SLS技术进行打印，玻璃材质的变化种类就像树脂和聚丙乙烯一样多。

(8)不锈钢

不锈钢坚硬，而且有很强的牢固度。不锈钢粉末采用SLS技术进行3D烧结，可以选用银色、古铜色以及白色的颜色。不锈钢可以制作模型、现代艺术品以及很多功能性和装饰性的用品。

(9)其他金属——银、金和钛金属

这些金属材料都是采用SLS的粉末烧结，金银可以打印饰品，而钛金属是高端3D打印机经常用的材料，用来打印航空飞行器上的构件。

(10)彩色打印和其他材质

彩色打印有两种情况，一种是两种或多种颜色的相同或不同的材料从各自的喷嘴中挤出，最常用的是消费级的FDM双喷嘴的打印机，通过两种或多种材料的组合来形成有限的色彩组合。另外一种是采用喷墨打印机的原理，通过不同的染色剂的组合，和粘黏剂混合注入打印材料粉末中进行凝固，理论上这种技术可以打印出“真彩”的3D物品。打印材料通常选择为树脂、聚丙乙烯或ABS。

2、3D打印发展现状

(1)加工设备成本高

目前，3D打印设备的高价格导致了其在工业化生产过程中的诸多困难，因此对其快速应用和推广有所挑战。

(2)制造的精度低下

由于其原理是融化高温液体或粉末凝固，难以控制其冷却成型，因此制造成品的精度不高，加工效率低。

(3)材料选择局限

3D打印使用的材料品种主要是金属、树脂、塑料，难以融化的材料不能应用，现有材料的物理化学性能也不能很好地满足要求。

(4)能源浪费

3D打印使用聚合物材料，工业规模3D打印机使用激光器处理，与注塑机的注塑工艺相比，会多产生约65%的废注塑材料，并且打印过程消耗大量能源。

(5)社会问题

3D打印技术即将走进寻常百姓家。它只需要枪支和3D打印机的设计图纸，可以生产枪支本身，这对公安有很大的影响。3D打印技术的利与弊。

3、3D打印发展趋势

3D打印技术被称为“改变世界的新制造技术”，与传统的“去除”制造不同，“添加材料制造”可以简化产品的制造过程，缩短产品开发周期，提高效率和降低成本。伴随着3D打印技术的发展，其在航空航天技术、汽车工业、医疗、电器、影视、玩具等行业等到广泛的运用。

随着智能制造业的不断发展，越来越多的先进技术被应用到制造业领域中，3D打印技术也将被推向更高的水平。在未来，我们相信3D打印技术的发展将以精确、智能和泛化为主导。智能3D打印技术的速度将大大提高，有效提高效率和精度。尤其是金属材料直接成型的技术在以后可能会成为常态化的应用。3D打印机的体型也将会更小，成本更低廉，操作上也会更加简单。

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